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在安全防范領(lǐng)域,數(shù)字化已成不可逆轉(zhuǎn)之趨勢。關(guān)于這一點,業(yè)內(nèi)人士基本上達成了共識。在此種風(fēng)潮下,新興的以計算機技術(shù)為依托的Dvr系統(tǒng)大有一舉取代錄像機加畫面分割器的傳統(tǒng)模擬電視監(jiān)控之勢。各廠商為了能抓住這難得一見的機遇,紛紛使出渾身解數(shù),傾全力推出各自的Dvr系統(tǒng),以期能在激烈的市場競爭中先人一步 、搶占先機。Dvr系統(tǒng)的研發(fā)與推出速度極快,目前已形成了一個多元化的布局。市面可見的Dvr系統(tǒng)品牌不下幾十種。 在名目眾多的Dvr系統(tǒng)中進行篩選與鑒別找到適合具體應(yīng)用的產(chǎn)品就需要在Dvr系統(tǒng)的本質(zhì)屬性上進行比較。Dvr系統(tǒng)的本質(zhì)是圖像的壓縮與存儲,之所以這么說,是因為對于一個Dvr系統(tǒng)來說,如果知道了其采用的圖像壓縮技術(shù),那么,該Dvr系統(tǒng)其他的一些屬性皆可推斷出來。 如果對市面上幾十種Dvr系統(tǒng)按照所采用的圖像壓縮技術(shù)來分類則不外乎以下幾種: 1、MOTION -JPEG 2、MPEG I 3、MPEG IV 4、另類壓縮格式(由于影響力不大,在本文中不涉及) 下面就上述幾種壓縮格式分別進行介紹: 最早應(yīng)用于Dvr系統(tǒng)的格式 --MOTION -JPEG JPEG格式在計算機圖形圖像領(lǐng)域最為常見,它于1990年公布其全稱為JointPictureExpertGroup即靜止圖像專家小組。JPEG是連續(xù)色調(diào)靜止圖像的壓縮標準它的壓縮率為2.5-0.6位比特 (二進制位,或者是一個0,或者是一個1) /像素,所以一幅20X240分辨率的圖像以JPEG格式保存其大小在23K字節(jié)(320X240(像素)X2.5(位/像素)/8(位/字節(jié))/1024(字節(jié)/KB)=23.4375 K字節(jié))到5K字節(jié)(320X240(像素)X0.6(位/像素)/8(位/字節(jié))/1024(字節(jié)/KB)=5.625K字節(jié))。由于JPEG格式本身為處理靜止圖像而設(shè)計,所有的處理只發(fā)生在被處理圖像內(nèi)部,即幀內(nèi)編碼壓縮。其壓縮比率不是太大,尤其是當(dāng)色彩艷麗、層次清晰的時候,受算法所限壓縮比更難做到很高。由于JPEG格式主要摒棄的是對人眼不敏感的部分所以其處理后的圖像質(zhì)量比較不錯,因此,在Dvr系統(tǒng)興起之初,大部分設(shè)備制造商選擇了該種處理方式。為了能夠應(yīng)用于運動圖像領(lǐng)域,發(fā)展了運動JPEG技術(shù)即MOTION- JPEG,它利用連續(xù)保存獨立的JPEG圖像來實現(xiàn)運動圖像技術(shù)。這也是第一代運動圖像壓縮技術(shù)。目前該技術(shù)大量應(yīng)用于韓國產(chǎn)Dvr系統(tǒng)。 下面,簡單談一下JPEG格式應(yīng)用于Dvr系統(tǒng)的一些特點。 首先,MOTION- JPEG格式保存的是單幀圖像,任何當(dāng)前幀可以保存,也可以不保存。因此,應(yīng)用該種格式可以輕易實現(xiàn)丟幀錄像、指定幀數(shù)/秒錄像。這一點是下面將要談到的MPEG I、II格式難以匹敵的。 其次,MOTION- JPEG格式可以方便的實現(xiàn)動態(tài)錄像功能。 最后,其不足之處就是壓縮比小,存儲空間要求較多。 更具有實用性的MPEG I 、II MPEG的全稱是MOVingPictureExpertsGroup意即活動圖象專家組,專門為活動圖像處理開發(fā)壓縮技術(shù)制定標準,研究數(shù)字存儲媒體上的活動圖象及其伴音的編碼表示。該組織在1988年由ISO與CCITT組建,在此之前視頻處理領(lǐng)域已經(jīng)存在NX384Kbps電視會議H.120、PX64Kbs視頻編碼標準H.261、 連續(xù)色調(diào)靜止圖象壓縮標準JPEG、PSTN等低比特率活動圖象壓縮標準H.263,MPEG 組織于1992年通過1.5Mbps編碼標準MPEG-1,1994年通過2Mbps、30Mbps高質(zhì)量視頻音頻編碼標準MPEG-2。顯而易見,將30Mbps高質(zhì)量視頻音頻編碼標準MPEG-2應(yīng)用于Dvr系統(tǒng)既不現(xiàn)實又沒有實際意義,因為Dvr系統(tǒng)畢竟不是在做公共視頻廣播需要如此之高的圖像質(zhì)量(MPEG-2高質(zhì)量視頻編碼可輕易將輸出圖像的水平清晰度提升到1000TV線甚至更高。而目前普通家用電視的水平清晰度一般在500線以下)。而為了圖像質(zhì)量的提高需要的存儲空間劇增為原來的10倍以上。以目前的存儲設(shè)備狀況來講,需方很難承擔(dān)如此之高的存儲費用。2Mbps的MPEG-2視頻編碼到是可以應(yīng)用到Dvr系統(tǒng)中,與前者相比不會帶來存儲需求的劇增,但是圖像質(zhì)量的提高又不明顯了。所以說,個人認為某些Dvr廠商所宣稱的MPEG-2標準很難排除炒作與迎合客戶心理的嫌疑。 在對MPEG格式進行了一些初步介紹后,再來看一下MPEG格式的特點。由于MPEG格式采用了幀間壓縮技術(shù),壓縮比相對于JPEG而言提高不少,在0.8位/像素到0.4位/像素之間。典型的VCD應(yīng)用是0.6位/像素。所以一幅320X240分辨率的圖像以MPEG I格式"保存"其大小在7.5K字節(jié)(320X240(像素)X0.8(位/像素)/8(位/字節(jié))/1024(字節(jié)/KB)=7.5 K字節(jié))到3.75K字節(jié)(320X240(像素)X0.4(位/像素)/8(位/字節(jié))/1024(字節(jié)/KB)=3.75K字節(jié))顯而易見,采用該種圖像壓縮格式比較MOTION- JPEG技術(shù)而言會大幅度節(jié)省存儲空間,而且MPEG I格式可以方便的加入聲音部分,所以在Dvr系統(tǒng)研發(fā)方面起步較晚的中國廠商大都選擇了該圖像處理技術(shù),有研發(fā)實力的廠商還對成熟的MPEG I算法進行了進一步的優(yōu)化使其壓縮效率更高。由于MPEGI技術(shù)本身的極度成熟和通過VCD機在大眾中的普及,該技術(shù)應(yīng)用于Dvr系統(tǒng)應(yīng)該是非常具有前景。目前,在本公司自行開發(fā)的TOYA 7S系列Dvr系統(tǒng)都采用了MPEG I壓縮方式,而且?guī)в型铰曇艄δ堋?/FONT> 結(jié)上所述可以看出,MPEG I格式應(yīng)用于Dvr系統(tǒng)具有以下特點: 1、 相比較MOTION- JPEG格式而言,壓縮比大為提高,節(jié)省了存儲空間,一般情況下可以節(jié)省一半的存儲空間,這一點不論是對于Dvr系統(tǒng)制造商來說還是對于使用方來說都具有非常世實際的意義。 2、 MPEG I 格式本身就帶有音頻壓縮標準,可以極為方便的加入同步聲音功能這一點MOTION- JPEG格式是無法與其相比的。 3、 不支持丟幀紀錄功能。 4、 圖像的清晰度受算法所限,不會超過300TV線。但這一點不足以影響其在Dvr系統(tǒng)中的應(yīng)用。 對于采用MPEG I圖像壓縮格式的Dvr系統(tǒng)在選用時還需考慮其實現(xiàn)方式問題。MPEG I圖像壓縮格式的編碼與解碼是不對稱的,編碼速度慢,解碼快。這也就解釋了為什么586級別的計算機可以流暢的播放VCD影碟卻無法勝任MPEG I編碼的工作。有鑒于此,在選擇時就要考慮該系統(tǒng)的編碼部分是否過多的依賴計算機CPU運算。如果是,系統(tǒng)的穩(wěn)定性就值得商榷了本公司的開發(fā)人員認為,最好是由專用IC來負責(zé)編碼工作,但是,這樣做會帶來設(shè)計上的難度的大幅提升和成本的增加。所以,綜合以上考慮,我們在本公司自行開發(fā)的TOYA 7S系列Dvr系統(tǒng)中使用可編程通用DSP處理器來負責(zé)編碼工作。這樣做有以下好處: 1、 由于DSP處理器具有極快的速度,所以足夠應(yīng)付MPEG I的編碼工作,從而不會給計算機CPU帶來大量的運算工作,從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 2、 DSP處理器支持編程,從而可以對可能出現(xiàn)的問題進行方便的修改,甚至可以通過刷新DSP內(nèi)的程序使以前的板卡具有最新的功能。 風(fēng)頭正勁的MPEG IV MPEG組織于1991年5月提出關(guān)于視頻音頻編碼的MPEG-4項目,設(shè)系統(tǒng)、音頻視頻、需求實現(xiàn)研究、測試及自然合成混合編碼(SNHC)子組,1998年11月成為國際標準。與前兩代MPEG標準相比MPEG-4提供更強的交互能力。場景中的每個對象獨立編碼,用戶可以選擇性地與其中某(幾)個對象交互,具有良好的重用性重新組合音視對象AVO(AudioVisualObject)構(gòu)造新場景,可以集成各種對象無縫地集成自然信息與合成信息,實時信息與存儲信息,AVO可以是單/雙/多聲道音頻信息、單/雙/多鏡頭2D/3D視頻信息?梢酝该鞯卦L問信息,通過各種網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒆罱K映射為本地信息,整個過程給用戶的感覺就如同訪問本地信息。而且允許基于內(nèi)容(比特率、分辨率、幀率、防錯保護和解碼優(yōu)先級)的可伸縮性和服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù),更加靈活,可擴展,充分考慮未來技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用需求,將解碼器可編程能力分為:不可編程的標準工具集合(Flex-0);由標準化工具及其接口靈活配置的算法(Flex-1);多種工具構(gòu)成可能算法的標準化可擴展機制(Flex-2)。 與MPEG I、II 不同,MPEG組織并沒有同時公布MPEG-4的編碼方法,而只是規(guī)定了框架,遵循該框架的編碼方法都可以稱作MPEG-4。由于MPEG-4設(shè)計思想的先進性,誰若是率先實現(xiàn)了MPEG-4編碼方法,并且成為公認的標準,誰就將獲得極大的利益。(其實,MPEG組織在公布框架時,就已經(jīng)實現(xiàn)了編碼方法,只是因為美國的原因,沒有公布罷了) 可能是因為這個 MPEG-4 的編碼方法是屬于保密內(nèi)容的原因吧,所以雖然 MPEG-4 于1998 年11月就已經(jīng)公布,但大家在計算機多媒體應(yīng)用方面接觸到的時候已經(jīng)是 1999 年了是微軟吃了這個螃蟹,把MPEG-4 的編碼驅(qū)動做程序放入 Windows Media Encodec 4.1這個多媒體開發(fā)包里面,對應(yīng)不同的編碼方案,還分為Microsoft MPEG-4 Video Codecversion 3 和 Microsoft MPEG-4 Video Codec version 2 兩個版本。但非?上Вf版本的 Microsoft MPEG-4 Video Codec 只能生成支持"視頻流"技術(shù)的 ASF 格式文件,雖然這種格式方便在網(wǎng)絡(luò)上實時收看節(jié)目(和 RM 格式差不多),但對于在單機上播放高質(zhì)量視頻圖象或者Dvr應(yīng)用來說,這個格式就不太合適了。于是不久 DivX ;-) CODEC就應(yīng)運而生了,它是根據(jù) Microsoft MPEG-4 Video Codec version 3 修改而來的,對應(yīng)也有 Low-Motion和 Fast-Motion 兩個版本。它和 Microsoft MPEG-4 Video Codec的最大區(qū)別就是支持 AVI 格式,也就是說它生成的視頻文件是 AVI 格式的,當(dāng)然,和原來那個大家都熟悉的 AVI 是不同的,內(nèi)部編碼方法的不同。DivX ;-) 音頻部分使用的是MP3 ,而且最近已經(jīng)可以支持比 MP3 更優(yōu)秀的 WMA 格式了。(新版本的 MicrosoftMPEG-4 Video Codec version 3 其實和 DivX ;-) 已經(jīng)沒什么區(qū)別) 由于 DivX ;-) 在視頻和音頻方面都采用了先進的壓縮方法,所以,如果使用它把DVD 上面用MPEG-2格式制作的節(jié)目進行壓縮,其文件大小就只是 DVD 原來的 3 分 1 左右了,這個時候圖象的質(zhì)量不會有明顯的下降,用兩張 CD-R 就可以把生成的文件裝下,也就是說,可以用 CD-ROM 欣賞到接近DVD 畫面質(zhì)量的視頻節(jié)目了。最近市面上已經(jīng)開始大量有這些所謂的 MPEG-4 碟賣了,其實準確來說這些都是 DivX 碟。 由上所述,可以看出DivX ;-)的MPEG-4編碼格式已經(jīng)產(chǎn)生了較大的影響,但是距形成標準還有一段距離。加上MPEG-4本身公布的就只是框架,所以一些業(yè)界的巨頭們肯定不會束手,就是具有視頻格式編碼經(jīng)驗的新興公司也有心在這個市場上拚殺一番。比如說在中國上海就有漢唐科技公司公布自己的MPEG-4編碼方法在視頻采集領(lǐng)域一直具有著良好表現(xiàn)的PHILIPS是絕不會輕易放棄這么一個有可能形成標準的機會,于不久前推出了基于自身MPEG-4編碼方法的專用IC。本公司在第一時間拿到了基于該IC的工程樣板,并進行了一系列的測試,總體感覺極佳其穩(wěn)定性、即時性決非基于通用計算機體系的軟件壓縮方法所能比擬。但是,如果把其應(yīng)用于Dvr系統(tǒng),就目前而言,時機尚未成熟,這主要是因為價格的原因。 由于MPEG-4編碼方法本身的復(fù)雜性,依賴于計算機的軟件壓縮很難保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性于是人們很自然的想到利用通用DSP處理器的高速度、可編程性來承擔(dān)復(fù)雜的MPEG-4編碼方法的實現(xiàn)。并且這一點已經(jīng)在基于MPEG I 格式的Dvr系統(tǒng)中得到了很好的應(yīng)用。但是在本公司技術(shù)人員實現(xiàn)該設(shè)想時卻發(fā)現(xiàn)事情不是那么簡單,編碼方法本身的復(fù)雜性導(dǎo)致了DSP處理器內(nèi)部錯誤控制上的困難,在這個問題沒有得到很好的解決之前,只好一次又一次的重啟DSP處理器。因為以上原因,本公司決定暫不推出基于MPEG-4編碼方法的產(chǎn)品。并且將繼續(xù)密切關(guān)注這一優(yōu)秀視頻格式的進展,一旦時機成熟,本公司一定不負廣大新老客戶的期望,及時推出相應(yīng)的產(chǎn)品! 上面介紹了當(dāng)前Dvr系統(tǒng)中最為常見的幾種視頻壓縮格式,以期能對大家在對Dvr系統(tǒng)進行辨別、選擇時有所幫助。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點 在人類即將進入二十一世紀之際,世界正進入前所未有的高科技時代,數(shù)字監(jiān)控是高科技領(lǐng)域最新的監(jiān)控系統(tǒng),它是集中了多媒體技術(shù)、數(shù)字圖像處理及網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸?shù)茸钚录夹g(shù)的新一代監(jiān)控系統(tǒng),代表監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展潮流,被越來越多的工業(yè)、商業(yè)及其他部門使用具有一定的經(jīng)濟效益及社會效益。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的安全性:采用當(dāng)今世界最先進的計算機全數(shù)字壓縮監(jiān)控系統(tǒng),具有傳統(tǒng) 的監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點,它不受各種人為的干擾,對所監(jiān)控的地點進行監(jiān)控,具有視頻報警功能,任意設(shè)置報警區(qū)域、零密度,真正的做到了系統(tǒng)的安全性。在采用成熟技術(shù)的同時,充分考慮各種意外 情況的發(fā)生,保證系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和安全性。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的智能化:以數(shù)字監(jiān)控主機為操作中心,通過監(jiān)控軟件來實現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制監(jiān)視、錄像、多種畫面分 割、畫面切換、視頻報警、報警聯(lián)動、回放檢索、云臺鏡頭控制、打印、網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸?shù)纫幌盗械闹悄芑刂疲恍枰藛T操作,就可以完成好每一步操作,真正的做到臨危不亂。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的信息化:網(wǎng)絡(luò)是在計算機的基礎(chǔ)上建立起來的,在當(dāng)今的路口、收費站銀行等復(fù)雜的地方,單一的傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)不容易擴展、性能差、傳輸速度低、網(wǎng)絡(luò)不能連接等缺點,勢必不能長久的使用,數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)以計算機為操作平臺,為信息化的管理建立了基礎(chǔ),使公司、商場、超市、銀行、工廠、倉 庫、企業(yè)等現(xiàn)代化的管理者只要坐在自己的辦公室,就可以知道自己所管轄范圍的信息。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的實用性:系統(tǒng)設(shè)備立足于用戶對整個系統(tǒng)的具體要求,最大限度的發(fā)揮投資的效益充分考慮軟件/硬件技術(shù)的成熟性和性能價格比,注重實用性;系統(tǒng)標準化模快化易于升級和擴展。 數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)代化:建立以數(shù)字監(jiān)控主機為核心的監(jiān)控系統(tǒng),以適應(yīng)現(xiàn)代化高科技的發(fā)展采用先進的數(shù)字壓縮技術(shù),先進的計算機網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),因而可以通過軟件的控制快速追蹤最新通訊技術(shù)發(fā)展,通過解碼器可以控制云臺等前端設(shè)備,可以更清楚的看到您想要看到的活動場景。 安全防范系統(tǒng)的綜合性功能 對于大型的安全防范系統(tǒng),其可能實現(xiàn)的功能主要包括下列四大類: 圖像監(jiān)控功能: 1、視象監(jiān)控:監(jiān)控部位包括要害部門、重要設(shè)施和公共活動場所等 2、景象嚴正:出現(xiàn)報警,顯示器上顯示報警現(xiàn)場的實況,并做出有效的報警 3、圖像識別系統(tǒng):以某些特征作憑證識別時,可調(diào)出所存儲的圖像并作為對比鑒定 探測報警系統(tǒng): 1、周邊防范探測:對圍墻等邊界區(qū)或無人區(qū)安裝傳感器、探測器、拾音器進行保安監(jiān)控 2、內(nèi)部防范探測:利用探測器、光纖回路、門鎖狀態(tài)指示等進行保安監(jiān)控 3、危急情況監(jiān)控:通過按動緊急報警按鈕等發(fā)出警報,自動的在發(fā)生報警時產(chǎn)生聲響或打出電話,顯示和紀錄報警圖像 4、圖形鑒定:監(jiān)控中心自動的顯示報警區(qū)的信息,使值班人員及時獲知報警信息,并速有 效正確進行接警,處理迅速 控制功能: 1、圖像系統(tǒng)控制:主要是圖像切換顯示控制和操作控制 2、識別控制:主要是圖像切換顯示控制和操作控制 3、相應(yīng)報警聯(lián)動 自動化輔助功能: 1、內(nèi)部通訊:提供中央控制室與其他員工之間的通訊功能 2、雙向無限通訊:提供中央控制室與動態(tài)情況下的員工提供靈活而使用的通訊功能 3、電話撥打:發(fā)生緊急情況時,提供向外界傳送信息的功能 4、巡更管理 5、資源共享 圖象數(shù)據(jù)冗余 視頻圖像數(shù)據(jù)中存在同冗余類型主要有: 時間冗余——兩幅相鄰幀圖像之間有較大的性關(guān)性即反映為時間冗余,表現(xiàn)為視頻圖像和語音數(shù)據(jù)中包含的冗余。 空間冗余——在每幀圖像數(shù)據(jù)中經(jīng)常存在,即視頻圖像內(nèi);鄰近像素之間存在空域相關(guān)性表現(xiàn)為一幀圖像中,以有序不是雜亂無章排列的物體和背景,其表現(xiàn)物理的特定具有相關(guān)性這些相關(guān)性的光成像結(jié)果數(shù)字化圖像中就表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余。 視覺冗余——即人眼觀看視頻圖像時對顏色的分辨率弱爾對圖像的亮度信息敏感,因此圖像上的某些變化能夠不被視覺所察覺,人類視覺的分辨能力約為26灰度等級,而一般圖像的量化采用28灰度等級,因此存在視覺冗余。 編碼冗余——也稱為信息熵冗余,信息熵指一團數(shù)據(jù)所攜帶的信息量 圖象數(shù)據(jù)壓縮 由于視頻圖像數(shù)據(jù)中存在著大量的冗余信息,人們就想方設(shè)法去掉這些冗余信息,于是就出現(xiàn)了視頻圖像數(shù)據(jù)壓縮。壓縮編碼的理論基本是信息論,壓縮就是去掉信息中的冗余,既保留下不確定的信息,去掉確定的(可推知的)信息,也就是用信息量這種更新接近信息本質(zhì)的描述來代替原來的冗余的描述,但是信息量又不是孤立和絕對的,而是與信息的傳輸密切相關(guān)。 圖象數(shù)據(jù)壓縮的方法主要有: 1、預(yù)測編碼(predictive coding) 對于同一幀圖像中的空間冗余而言,它反映在同幀圖像內(nèi)相鄰像元點之間的相關(guān)性比較強,因而任何一象元點均可以由與它相鄰的且已被編的點來進行預(yù)測估計。預(yù)測是根據(jù)某一模型進行的,如果模型選取的足夠好,那么只要存在存儲或傳輸起始像元和模型參數(shù)就可以代替整幅圖像了。 即運動補償預(yù)測,其處理的對象是序列圖像(也成為運動圖像),即把幾幀圖像存儲起來作為實時處理,利用幀間的時間相關(guān)性進一步清除圖像信號的冗余,提高壓縮化對于運動部分只占整個畫面較小部分的畫面引入運動補償技術(shù)后,壓縮比可以提高很多。 對于圖像序列中兩幀相關(guān)性的圖像時間冗余情況,預(yù)測編碼方法類似,所不同的是以幀間編碼代替幀內(nèi)編碼! 利用預(yù)測編碼方法壓縮圖像數(shù)據(jù)的空間和時間冗余情況,優(yōu)點是直觀簡捷、易于實現(xiàn)、實現(xiàn)性強,缺點是壓縮能力有限。 2、變換編碼(transform coding) 變換編碼是將圖像光強矩陣(時域信號)變換到系數(shù)空間(頻域)上進行處理的方法在空間具有很強相關(guān)的信息,在頻域上反映出在某些特定的區(qū)域內(nèi)能量常常被集中在一起或者是系數(shù)矩陣的分布具有某些規(guī)律,從而可以利用這些規(guī)律分配頻域上的量化比特數(shù)而達到壓縮的目的。變化編碼中用得最多原是正交變換編碼,特別是離散全余弦變換DCT. 3、量化與向量化編碼(vector quantization,VQ) 量化是模擬量進行數(shù)字化時必然要經(jīng)歷的過程,如果要量化的數(shù)據(jù)在其動態(tài)范圍內(nèi)的概率密度服從某分布(如高斯分布、均勻分布等),為使整體的量化失真最小,就必須依據(jù)統(tǒng)計和概率分布設(shè)計最優(yōu)的量化器(一般是非線性的)。如果一次量化多個點則成為向量量化 4、分頻帶編碼(subband coding) 將圖像數(shù)據(jù)變換到頻域后,按頻率分帶,然后由不同的量化器進行量化,從而達到最優(yōu)的組合。 常用于視頻圖象的數(shù)據(jù)壓縮方法如下表: 圖象種類 | 速率 | 數(shù)據(jù)壓縮方法 | HDTV圖象 | 120M-140Mbps | 幀內(nèi)或幀間預(yù)測 | 電視圖象 | 30Mbps-45Mbps | 直接編碼幀內(nèi)或幀間復(fù)合,差分或自適應(yīng)預(yù)測 | 電視圖象 | 15Mbps | 分頻帶編碼,幀間自適應(yīng)預(yù)測 | CATV | 32Mbps | 直接編碼,幀內(nèi)一維或二維預(yù)測 | 電視會議圖象 | 6.33Mbps | 分頻帶編碼,幀間內(nèi)插補嘗復(fù)合差分編碼 | 電視會議圖象 | 1.5Mbps-2.0Mbps | 運動補嘗預(yù)測,背景預(yù)測,丟幀 | 電視會議圖象 | 384Kbps | 運動補嘗預(yù)測,DCT,丟幀 | 可視電話圖象 | 64Kbps-128Kbps | 運動補嘗預(yù)測,DCT或VQ,丟幀 | CD-ROM | 1Mbps | 塊編碼,運動補嘗預(yù)測 | 存儲用運動圖象 | 5Mbps-10Mbps | DCT或VQ,分頻帶編碼 | 自然靜止圖象 | 0.5bpp-2bpp(bpp為象素比特數(shù)) | 自適應(yīng)DCT,VQ,預(yù)測編+算術(shù)編碼 |
數(shù)字信號處理攝像機中的新技術(shù) 1、智能數(shù)字背景光補償 所謂背景光補償即逆光補償。攝像機采用自適應(yīng)型的智能數(shù)字背景光補償技術(shù),與常規(guī)的逆光補償技術(shù)相比,由于采用了數(shù)字運動監(jiān)測與數(shù)字運算技術(shù),因而它可以獲得很好的逆光補償效果。智能數(shù)字背景光補償?shù)脑硎牵簩z像機取得一整幅畫面平均分成48個(即8X6塊)正方形的小處理區(qū)域,并對每個小塊的平均亮度進行監(jiān)測,如果這些小塊的平均亮度差別過于大,則通過先進的算法縮小這些小塊的亮度差,使用暗的景物能夠較為清晰的重視而又不至于使圖像亮部區(qū)域出現(xiàn)過載。因此,采用這種智能化的數(shù)字監(jiān)測技術(shù),即使是很小的、薄的或是不在畫面中心區(qū)域的景物也能夠清晰的在畫面上呈現(xiàn)出來。 2、數(shù)字自動跟蹤白平衡 采用數(shù)字自動跟蹤白平衡技術(shù)能夠明顯改善彩色圖像的重理由效果。其原理域上述的智能背景補償技術(shù)類似,即將攝像機攝取的一整幅畫面分成48個小塊,并檢測這些小塊中是否有白色,即使畫面上有很小的一塊白色,攝像機也能夠自動跟蹤它,并以它作為基準對和系統(tǒng)的白平衡進行調(diào)整,使重現(xiàn)的圖像絢麗多彩。 3、數(shù)字運動圖像檢測 該項技術(shù)可以將攝像機攝取的一整幅畫面分成48個小塊,并連續(xù)檢測每一個小塊的圖像變化,一旦檢測到有運動物體,該攝像機即可通過視頻電纜警報信息回傳到中心端并啟動路型等相關(guān)視頻設(shè)備。通過屏幕顯示設(shè)定操作可以方便的進行檢測靈敏度的調(diào)整及劃分檢測區(qū)域的調(diào)整,在這種工作方式下,要求移動物體的尺寸必須占據(jù)圖像面積的2%以上,即物體必須占據(jù)48個小區(qū)中的1個場景區(qū)域以上,另外要求背景和移動物體之間的對比度必須超過5%,移動物體從圖像的一端到另一端的最小移動速度為0.1s。 4、數(shù)字動態(tài)展寬電路 當(dāng)攝像機攝取寬動態(tài)范圍的場景時,畫面上可能會同時出現(xiàn)明亮區(qū)域及灰度區(qū)域,而監(jiān)視器則往往不能有效的照顧到這兩個區(qū)域。如明亮區(qū)域顯示合適時,灰暗區(qū)域則可能過于黑暗,反之,當(dāng)灰暗區(qū)域顯示合適時,明亮區(qū)域可能亮的過載。數(shù)字動態(tài)展寬電路可以有效縮小寬動態(tài)范圍圖像的亮暗差別,使兩個區(qū)域的圖像同時在監(jiān)視器屏幕上清晰的顯示出來。 5、電子靈敏度增強及數(shù)字降噪 某些彩色攝像機在使用電子靈敏度增強及AGC技術(shù)提高其靈敏度的同時還應(yīng)用數(shù)字降噪技術(shù)降低其圖像的噪點,從而使重現(xiàn)的圖像清晰可辨。 6、屏幕菜單顯示 新型的DSP攝像機大部分具備屏幕菜單顯示功能。由于新型DSP攝像機的功能不斷增多而這些功能必須通過設(shè)定才能奏效,因此通過監(jiān)視器屏幕上的菜單顯示對攝像機工作狀態(tài)進行可以為使用者帶來極大的方便。配合專用的中心控制設(shè)備,這些參數(shù)的設(shè)定可以通過單同軸電纜或RS485/RS422通訊線等傳到前端的攝像機,使其工作在設(shè)定的狀態(tài)。除了OSD功能外,新型的DSP攝像機一般還內(nèi)置可以獨立設(shè)定的ID識別嗎,這對于具有數(shù)十支甚至數(shù)百支攝像機的大型閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)來說顯得尤為重要。 如何選擇數(shù)字監(jiān)控主機 智能數(shù)字監(jiān)控主機分為兩大類: 一類是用于保安監(jiān)控項目(如樓宇、機場、博物館等保安監(jiān)控項目)中的智能監(jiān)控主機,如韓國IDIS公司的IDR系列產(chǎn)品,它的特點是,功能齊全,具有良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,錄像速度慢,通過與傳感器、移動幀側(cè)的聯(lián)動,也能使錄像資源分配到最需要的地方;另一類TOYASDVR系列數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),主要用于銀行柜員制監(jiān)控項目中的智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng),它的特點是錄像速度高,每路每秒25幀,具有音頻輸入。如何選擇智能數(shù)字監(jiān)控主機,首先應(yīng)明確設(shè)備用在哪里,是保安監(jiān)控項目,還是對錄像速度要求較高的銀行柜員項目,在不同類型的項目中應(yīng)使用不同類型的智能數(shù)監(jiān)控主機,在保安項目中使用第一類設(shè)備即可,而在銀行柜遠志監(jiān)控項目上使用第一類設(shè)備,錄像速度無法滿足用戶要求,需要使用第二類數(shù)字主機。 選擇經(jīng)過穩(wěn)定性驗證的設(shè)備 智能數(shù)字監(jiān)控主機的穩(wěn)定性要從兩方面考察: 一是從硬件機構(gòu)上看智能數(shù)字監(jiān)控主機均是多路輸入,硬件可采用多卡方式,也可采用單卡方式,由于智能數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是PC機,且多以WIN98為操作平臺,因此采用單卡方式集成度高,穩(wěn)定性會優(yōu)于多卡方式,有些采用一路一卡的方式,很容易形成硬件沖突。二是考察其軟件編程是否規(guī)范這主要是通過長時間運行和操作來驗證,應(yīng)對各項功能的長時運行進行觀察。 |